ZrO2含量对Bi2O3-B2O3-SiO2系封接玻璃结构性能的影响

刘小磐，庞先兵，万 隆，宋冬冬，李荣辉

(1.湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082;2．广东风华高科技材料股份有限公司，广东 肇庆 526000)

ZrO2含量对Bi2O3-B2O3-SiO2系封接玻璃结构性能的影响

刘小磐1,2*，庞先兵1，万 隆1，宋冬冬1，李荣辉1

(1.湖南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 410082;2．广东风华高科技材料股份有限公司，广东 肇庆 526000)

采用熔融法制备了Bi2O3-B2O3-SiO2系封接玻璃.采用红外光谱、X-射线衍射、综合热分析、电子扫描电镜、抗弯强度测试等表征方法研究了ZrO2含量对玻璃试样的结构、物相组成、软化温度、热膨胀系数、耐酸性和力学性能的影响.结果表明：当ZrO2质量分数低于4%时，玻璃试样中没有晶体析出；当ZrO2质量分数大于等于4%时，试样中有ZrO2和α-Bi2O3晶体析出.玻璃结构中主要存在[BO3], [BO4], [BiO3], [SiO4]和[ZrO4]基团.当ZrO2质量分数小于3%时，随着ZrO2质量分数的增加，玻璃试样的转变温度Tg和软化温度Tf升高，膨胀系数降低，耐酸性增强，抗弯强度增加；当ZrO2质量分数为3%时，试样的Tg和Tf达到最大值为510 ℃和562 ℃，膨胀系数达到最小值6.92×10-6K-1，抗弯强度达到最大值49 MPa；继续增加ZrO2的含量，玻璃试样的转变温度Tg和软化温度Tf降低，膨胀系数增大，耐酸性变差，抗弯强度降低.

ZrO2；Bi2O3；封接玻璃；耐酸性；膨胀系数

铅酸盐玻璃因为具有封接温度低、流散性好、折射率高等优点，是目前使用最多的封接玻璃.但是铅在玻璃制备及使用过程中的挥发和浸出对人体和环境会产生严重的危害，世界各国都对铅玻璃的使用、开发做出了严格限制[1-2].因此，开发低温无铅封接玻璃是目前电子玻璃材……